ばね定数 220 N/m のばねにつけた質量 3.5 kg の物体が、なめらかな面の上で振動している。 周期 T を求めよ。
解答つきばねと振り子ワークシート
1.やさしい
m = 3.5 kgk = 220 N/m
T = s
2.やさしい
ばねにつけた質量 3.7 kg のおもりが 58 s 間に 40 回の完全な振動をする。 振動数 f を求めよ。
m = 3.7 kgN = 40t = 58 s
f = Hz
3.ふつう
k = 20 N/m のばねにつけた質量 2.8 kg のおもりが、摩擦のない面上で振幅 7 cm で振動する。つり合いの位置から 5 cm のところでの速さ v を求めよ。
m = 2.8 kgk = 20 N/mA = 7 cmx = 5 cm
v = m/s
4.ふつう
別の惑星にいる宇宙飛行士が、長さ 1.9 m の単振り子の小さな振れの周期が 1.74 s であることを見いだす。その惑星の重力加速度 g を求めよ。
L = 1.9 mT = 1.74 s
g = m/s²
5.むずかしい
200 m/s で動く質量 20 g の弾丸が、摩擦のない面上に静止している質量 1 kg の木片に当たってとどまる。木片は k = 1500 N/m の水平なばねにつながれている。生じる振動の振幅 A を cm で求めよ。
m = 20 gv = 200 m/sM = 1 kgk = 1500 N/m
A = cm
6.むずかしい
350 m/s で動く質量 10 g の弾丸が、摩擦のない面上に静止している質量 1.5 kg の木片に当たってとどまる。木片は k = 1000 N/m の水平なばねにつながれている。生じる振動の振幅 A を cm で求めよ。
m = 10 gv = 350 m/sM = 1.5 kgk = 1000 N/m
A = cm
解答
- 1. T = 0.7925 s
- 2. f = 0.6897 Hz
- 3. v = 0.1309 m/s
- 4. g = 24.78 m/s²
- 5. A = 10.23 cm
- 6. A = 9.007 cm
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